0、引言
    大功率帶式輸送機廣泛應用在我國礦業生產領域，但為了減小電機在啟動過程中對電網的沖擊和其他設備的正常運行，14 kW及以上電機都不允許直接啟動。以前多采用串電阻啟動或自耦變壓器降壓啟動及星形一三角形啟動。隨著變頻技術的發展，礦業部門正在對老的設備進行大量更新．變頻調速裝置已經廣泛應用在現代礦業生產領域。
1、交變頻基本觸發原理
    交一交變頻器使用的余弦交截法原理如圖1所示。其觸發方式為：在同步波與基準波的下降沿交點處觸發正組晶閘管導通：在同步波與基準波上升沿的交點處觸發反組晶閘管導通。晶閘管雖然為半控型器件，但是其應用已經非常成熟．而且能夠承受很大的電流，交一交變頻是采用在不同時間截取電源電壓波段來近似逼近基準電壓波形，輸出頻率越低則一個周期截取的電源電壓波段就越多，也就越接近基準波。所以，以晶閘管為控制器件的交一交變頻裝置非常適用于低速、大容量的拖動場合，該系統實際試驗的交一交變頻器采用晶閘管為控制器件。
2、交交變頻軟啟動系統原理
    交交變頻軟啟動系統的主電路一般有零式和橋式結構。由于零式電路具有機構簡單、所用晶閘管數量為橋式的1/2．故其成本較低。以往的交交變頻多采用截取三相交流電源的波段來逼近基準波．由于只是逼近，故其效果自然不會和理論基準波完全一樣：為了提高交一交變頻輸出對基準波的逼近程度，本系統實際采用六相電源，即在變頻調壓軟啟動器的輸入側加入三相變六相變壓器．這樣一來，在相同輸出頻率下截取的電源波段是三相輸入的2倍，大大改善系統的啟動及運行性能，系統主電路拓撲結構如圖2所示。
    (1)直接啟動下電流的沖擊
    當電機處在停車狀態時，類似于一臺變壓器．和電源相接的定子繞組相當于一次線圈，短接的轉子繞組相當于二次線圈：定、轉子之間通過磁通相互影響。啟動時，轉子靜止，定子旋轉磁場以最大的切割速度（同步旋轉速度）切割轉子繞組，使轉子繞組產生很大的感應電勢，因此轉子導條會流過很大的沖擊電流，這個電流將產生抵消定子磁場的磁勢，定子為了維持與電源相適應的磁通只能通過增加定子電流，因此，直接啟動會產生很大的定、轉子電流沖擊，甚至達到額定電流的5～7倍．這些將嚴重影響設備的壽命，并且對電網構成很大的沖擊．嚴重地造成其他設備不能正常運行或設備誤動作．給整個系統帶來安全隱患。
    (2)軟啟動效果
    在礦用和軋鋼等需要重載啟動的場合．變頻調壓啟動方式更是能兼顧啟動電流沖擊小、啟動最大轉矩大的優點。可以通過改變電機供電電源頻率來減小啟動時定子磁場切割轉子導條的速度，轉子導條的感應電勢隨之減小，則電流也減小：這樣定子需要產生的來抵消轉子磁勢影響的電流就會減小，從而達到減小啟動電流的目的。本系統在實際設計時選用晶閘管額定電流為500 A,36個晶閘管，主拓撲如圖2，控制器選用ST公司的STM32為主控制芯片，由于32位的運算速度和大量的片上外設一片上有1個雙通道的12位高速模數轉換器(ADC)、5個USART/UART接口、3個SPI通訊接口，片上512 KB閃存的高性能系列STM32微控制器，新產品還新增1個PWM定時器，能夠提供2個帶死區控制功能、7路輸出的定時器提供最多21路的三重采樣保持模數轉換器，這使得整個控制系統的外圍電路很簡潔。
3、系統仿真原理及效果
    本系統設計時采用六波頭交一交變頻模型，仿真時采用MATLAB/SIMUUNK模塊搭建系統模型．系統仿真原理如圖3所示，其中，觸發脈沖模塊采用S函數編寫，由于S函數的靈活性和其仿真執行與實際數字控制芯片的程序執行的相似性使得在仿真階段的觸發程序能更容易地移植到實際數字控制系統中。
4、結語
    比較直接啟動定子波形和交一交變頻軟啟動下電機定子波形，在直接啟動時電機的瞬間電流沖擊很大，最大沖擊電流為64 A．而采用變頻調壓軟啟動器之后（實際啟動為電網電壓和頻率的1/2），最大沖擊電流為32 A，較直接啟動降低了一半：另外,32 A的最大沖擊電流和電機正常運行下的29A電流非常接近，整個啟動過程的沖擊是很小的，系統啟動平穩。在對系統原理進行仿真時，采用S函數編寫主要功能模塊，大大提高理論仿真和實際數字控制系統的相似性：該交一交變頻軟啟動器具有較大的實際應用價值．并已經應用于實際帶式輸送機的啟動當中。